高中物理選修3-3綜合測試題含解析

選修3－3綜合測試題本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分．滿分100分，考試時間90分鐘．第Ⅰ卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有的小題只有一個選項(xiàng)符合題目要求，有些小題有多個選項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分)1．對一定質(zhì)量的理想氣體，下列說法正確的是()A．氣體的體積是所有氣體分子的體積之和B．氣體溫度越高，氣體分子的熱運(yùn)動就越劇烈C．氣體對容器的壓強(qiáng)是由大量氣體分子對容器不斷碰撞而產(chǎn)生的D．當(dāng)氣體膨脹時，氣體分子的勢能減小，因而氣體的內(nèi)能一定減少[答案]BC[解析]氣體分子間空隙較大，不能忽略，選項(xiàng)A錯誤；氣體膨脹時，分子間距增大，分子力做負(fù)功，分子勢能增加，并且改變內(nèi)能有兩種方式，氣體膨脹，對外做功，但該過程吸、放熱情況不知，內(nèi)能不一定減少，故選項(xiàng)D錯誤．2．(2011·深圳模擬)下列敘述中，正確的是()A．物體溫度越高，每個分子的動能也越大B．布朗運(yùn)動就是液體分子的運(yùn)動C．一定質(zhì)量的理想氣體從外界吸收熱量，其內(nèi)能可能不變D．熱量不可能從低溫物體傳遞給高溫物體[答案]C[解析]溫度高低反映了分子平均動能的大小，選項(xiàng)A錯誤；布朗運(yùn)動是微小顆粒在液體分子撞擊下做的無規(guī)則運(yùn)動，而不是液體分子的運(yùn)動，選項(xiàng)B錯誤；物體內(nèi)能改變方式有做功和熱傳遞兩種，吸收熱量的同時對外做功，其內(nèi)能可能不變，選項(xiàng)C正確；由熱力學(xué)第二定律可知，在不引起其他變化的前提下，熱量不可能從低溫物體傳遞給高溫物體，選項(xiàng)D錯誤．3．以下說法中正確的是()A．熵增加原理說明一切自然過程總是向著分子熱運(yùn)動的無序性減小的方向進(jìn)行B．在絕熱條件下壓縮氣體，氣體的內(nèi)能一定增加C．布朗運(yùn)動是在顯微鏡中看到的液體分子的無規(guī)則運(yùn)動D．水可以浸潤玻璃，但是不能浸潤石蠟，這個現(xiàn)象表明一種液體是否浸潤某種固體與這兩種物質(zhì)的性質(zhì)都有關(guān)系[答案]BD[解析]一切自然過程總是向著分子熱運(yùn)動的無序性增大的方向進(jìn)行，選項(xiàng)A錯誤；布朗運(yùn)動是在顯微鏡中看到的懸浮小顆粒的無規(guī)則運(yùn)動，選項(xiàng)C錯誤．4．下列關(guān)于分子力和分子勢能的說法中，正確的是()A．當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而增大B．當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的增大而減小C．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而增大D．當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，分子力和分子勢能總是隨分子間距離的減小而減小[答案]C[解析]當(dāng)分子力表現(xiàn)為引力時，說明分子間距離大于平衡距離，隨著分子間距離的增大分子力先增大后減小，但分子力一直做負(fù)功，分子勢能增大，A、B錯誤；當(dāng)分子力表現(xiàn)為斥力時，說明分子間距離小于平衡距離，隨著分子間距離的減小分子力增大，且分子力一直做負(fù)功，分子勢能增大，只有C正確．5．(2011·西安模擬)一定質(zhì)量氣體，在體積不變的情況下，溫度升高，壓強(qiáng)增大的原因是()A．溫度升高后，氣體分子的平均速率變大B．溫度升高后，氣體分子的平均動能變大C．溫度升高后，分子撞擊器壁的平均作用力增大D．溫度升高后，單位體積內(nèi)的分子數(shù)增多，撞擊到單位面積器壁上的分子數(shù)增多了[答案]ABC[解析]溫度升高后，氣體分子的平均速率、平均動能變大，撞擊器壁的平均撞擊力增大，壓強(qiáng)增大，A、B、C對；分子總數(shù)目不變，體積不變，則單位體積內(nèi)的分子數(shù)不變，D錯．6．(2011·撫順模擬)下列說法中正確的是()A．布朗運(yùn)動是液體分子的運(yùn)動，它說明分子永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動B．葉面上的小露珠呈球形是由于液體表面張力的作用C．液晶顯示器是利用了液晶對光具有各向異性的特點(diǎn)D．當(dāng)兩分子間距離大于平衡位置的間距r0時，分子間的距離越大，分子勢能越小[答案]BC[解析]布朗運(yùn)動間接反映液體分子永不停息地?zé)o規(guī)則運(yùn)動，A錯；當(dāng)兩分子間距離大于平衡位置的間距時，分子間距離增大，分子力表現(xiàn)為引力，分子力做負(fù)功，分子勢能增大，D錯．7．(2011·東北地區(qū)聯(lián)合考試)低碳生活代表著更健康、更自然、更安全的生活，同時也是一種低成本、低代價的生活方式．低碳不僅是企業(yè)行為，也是一項(xiàng)符合時代潮流的生活方[解析]內(nèi)燃機(jī)的效率η＝eq\f(W有,W總)＝eq\f(1×103J－8×103J,1×103J)＝20%；內(nèi)燃機(jī)的效率永遠(yuǎn)也達(dá)不到100%.13．(6分)(2011·煙臺模擬)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的AB、BC、CA三個變化過程，則：符合查理定律的變化過程是________；C→A過程中氣體____________(選填“吸收”或“放出”)熱量，__________(選填“外界對氣體”或“氣體對外界”)做功，氣體的內(nèi)能________(選填“增大”、“減小”或“不變”)．[答案]B→C吸收氣體對外界增大三、論述計算題(共4小題，共42分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14．(10分)如圖甲所示，用面積為S的活塞在氣缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣，活塞上放一砝碼，活塞和砝碼的總質(zhì)量為m.現(xiàn)對氣缸緩緩加熱，使氣缸內(nèi)的空氣溫度從T1升高到T2，空氣柱的高度增加了ΔL，已知加熱時氣體吸收的熱量為Q，外界大氣壓強(qiáng)為p0.求(1)此過程中被封閉氣體的內(nèi)能變化了多少？(2)氣缸內(nèi)溫度為T1時，氣柱的長度為多少？(3)請在圖乙的V－T圖上大致作出該過程的圖象(包括在圖線上標(biāo)出過程的方向)．[答案](1)Q－(p0S＋mg)ΔL(2)eq\f(T1ΔL,T2－T1)(3)見解析圖[解析](1)對活塞和砝碼：mg＋p0S＝pS，得p＝p0＋eq\f(mg,S)氣體對外做功W＝pSΔL＝(p0S＋mg)ΔL由熱力學(xué)第一定律W＋Q＝ΔU得ΔU＝Q－(p0S＋mg)ΔL(2)eq\f(V1,T1)＝eq\f(V2,T2)，eq\f(LS,T1)＝eq\f(L＋ΔLS,T2)解得L＝eq\f(T1ΔL,T2－T1)(3)如圖所示．15．(10分)如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B，再從狀態(tài)B變化到狀態(tài)C.已知狀態(tài)A的溫度為480K.求：(1)氣體在狀態(tài)C時的溫度；(2)試分析從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B整個過程中，氣體是從外界吸收熱量還是放出熱量．[答案](1)160K(2)吸熱[解析](1)A、C兩狀態(tài)體積相等，則有eq\f(pA,TA)＝eq\f(pC,TC)得：TC＝eq\f(pC,pA)TA＝eq\f(0.5×480,1.5)K＝160K(2)由理想氣體狀態(tài)方程eq\f(pAVA,TA)＝eq\f(pBVB,TB)得：TB＝eq\f(pBVB,pAVA)TA＝eq\f(0.5×3×180,1.5×1)K＝480K由此可知A、B兩狀態(tài)溫度相同，故A、B兩狀態(tài)內(nèi)能相等，而該過程體積增大，氣體對外做功，由熱力學(xué)第一定律得：氣體吸收熱量．16．(11分)(2011·陜西省五校模擬)對于生態(tài)環(huán)境的破壞，地表土裸露，大片土地沙漠化，加上春季干旱少雨，所以近年來我國北方地區(qū)3、4月份揚(yáng)塵天氣明顯增多．據(jù)環(huán)保部門測定，在北京地區(qū)沙塵暴嚴(yán)重時，最大風(fēng)速達(dá)到12m/s，同時大量的微粒在空中懸?。硥m暴使空氣中的懸浮微粒的最高濃度達(dá)到5.8×10－6kg/m3，懸浮微粒的密度為2.0×103kg/m3，其中懸浮微粒的直徑小于10－7m的稱為“可吸入顆粒物”，對人體的危害最大．北京地區(qū)出現(xiàn)上述沙塵暴時，設(shè)懸浮微粒中總體積的eq\f(1,50)為可吸入顆粒物，并認(rèn)為所有可吸入顆粒物的平均直徑為5.0×10－8m，求1.0cm3的空氣中所含可吸入顆粒物的數(shù)量是多少？(計算時可把吸入顆粒物視為球形，[答案]9×105個[解析]先求出可吸入顆粒物的體積以及1m3中所含的可吸入顆粒物的體積，即可求出1.0cm3的空氣中所含可吸入顆粒物的數(shù)量沙塵暴天氣時，1m3的空氣中所含懸浮微粒的總體積為V＝eq\f(m,ρ)＝eq\f(5.8×10－6×1,2.0×103)m3＝2.9×10－9m3那么1m3中所含的可吸入顆粒物的體積為：V′＝eq\f(V,50)＝5.8×10－11m3又因?yàn)槊恳粋€可吸入顆粒的體積為：V0＝eq\f(1,6)πd3≈6.54×10－23m3所以1m3中所含的可吸入顆粒物的數(shù)量：n＝eq\f(V′,V0)≈8.9×1011個故1.0cm3的空氣中所含可吸入顆粒物的數(shù)量為：n′＝n×1.0×10－6＝8.9×105(個)≈9×105(個)17．(11分)(2011·廣州模擬)如圖所示，在豎直放置的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一部分氣體，活塞與容器壁間能無摩擦滑動，容器的橫截面積為S，將整個裝置放在大氣壓恒為p0的空氣中，開始時氣體的溫度為T0，活塞與容器底的距離為h0，當(dāng)氣體從外界吸收熱量Q后，活塞緩慢上升d后再次平衡，求：(1)外界空氣的溫度是多少？(2)在此過程中的密閉氣體的內(nèi)能增加了多少？[答案](1)eq\f(h0＋d,h)T0(2)Q